Μοριακοί κινητήρες σε μεταλλικές επιφάνειες: Η αποτελεσματική κίνηση χωρίς υγρά επιτρέπει την ακριβή μεταφορά μορίων

Veröffentlicht:

Aktualisiert:

Von:

Titel: Revolutionäre Studie enthüllt effiziente, unidirektionale molekulare Bewegung auf Metalloberflächen Untertitel: Neuartiger Ansatz ermöglicht kontrollierte Bottom-Up-Assembly von Nanostrukturen im atomaren Maßstab Die Forschung im Bereich der Kunststoffmolekülmotoren hat eine aufregende neue Wendung genommen, wie eine kürzlich veröffentlichte Studie zeigt. Ein Team von Wissenschaftlern hat herausgefunden, dass hoch effiziente molekulare Motoren auch auf Metalloberflächen funktionieren können, ohne dabei komplexe Design- und Syntheseprozesse zu erfordern. Die bisherige Forschung konzentrierte sich hauptsächlich auf die Untersuchung von molekularen Motoren in Lösungen und auf festen Oberflächen, die als Bezugspunkte für die Verfolgung ihrer Bewegung dienen. Allerdings erfordern diese Moleküle eine aufwändige Gestaltung und Synthese, da …
Τίτλος: Η επαναστατική μελέτη αποκαλύπτει αποτελεσματική, μονοκατευθυντική μοριακή κίνηση σε μεταλλικές επιφάνειες υπότιτλους: Η νέα προσέγγιση επιτρέπει την ελεγχόμενη συγκρότηση από τη βάση προς τα πάνω από νανοδομές στην πυρηνική κλίμακα που δείχνει η έρευνα στον τομέα των πλαστικών μοριακών κινητήρων. Μια ομάδα επιστημόνων διαπίστωσε ότι οι εξαιρετικά αποδοτικοί μοριακοί κινητήρες μπορούν επίσης να λειτουργούν σε μεταλλικές επιφάνειες χωρίς να απαιτούν πολύπλοκες διαδικασίες σχεδιασμού και σύνθεσης. Η προηγούμενη έρευνα επικεντρώθηκε κυρίως στην εξέταση των μοριακών κινητήρων σε διαλύματα και σε στερεές επιφάνειες που χρησιμεύουν ως σημεία αναφοράς για τη δίωξη της κίνησης τους. Ωστόσο, αυτά τα μόρια απαιτούν περίπλοκο σχεδιασμό και σύνθεση επειδή ... (Symbolbild/natur.wiki)

Τίτλος: Η επαναστατική μελέτη αποκαλύπτει αποτελεσματική, μονοκατευθυντική μοριακή κίνηση σε μεταλλικές επιφάνειες

υπότιτλος: Η νέα προσέγγιση επιτρέπει την ελεγχόμενη συγκρότηση από κάτω προς τα πάνω των νανοδομών στην πυρηνική κλίμακα

Η έρευνα στον τομέα των πλαστικών μοριακών κινητήρων έχει πάρει μια συναρπαστική νέα στροφή, όπως δείχνει μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη. Μια ομάδα επιστημόνων διαπίστωσε ότι οι εξαιρετικά αποδοτικοί μοριακοί κινητήρες μπορούν επίσης να λειτουργούν σε μεταλλικές επιφάνειες χωρίς να ζητούν πολύπλοκες διαδικασίες σχεδιασμού και σύνθεσης.

Η προηγούμενη έρευνα επικεντρώθηκε κυρίως στην εξέταση των μοριακών κινητήρων σε λύσεις και σε σταθερές επιφάνειες που χρησιμεύουν ως σημεία αναφοράς για τη δίωξη του κινήματος τους. Ωστόσο, αυτά τα μόρια απαιτούν περίπλοκο σχεδιασμό και σύνθεση, καθώς η λειτουργία του κινητήρα πρέπει να ενσωματωθεί στη χημική δομή. Παρουσιάζουν επίσης περιορισμούς σε σύγκριση με τη λειτουργικότητά τους σε λύσεις σε σταθερές επιφάνειες.

Η επαναστατική νέα μελέτη δείχνει τώρα ότι είναι δυνατή η αποτελεσματική μοριακή κίνηση σε μεταλλικές επιφάνειες ακόμη και χωρίς πολύπλοκες διαδικασίες σχεδιασμού και σύνθεσης. Οι ερευνητές συνδυάζουν μια απλή μοριακή δομή με την μεταλλική επιφάνεια, η οποία από μόνη της δεν έχει λειτουργία κινητήρα. Η κίνηση αυτών των μορίων ενεργοποιείται από ενδομοριακή μεταφορά πρωτονίων, η οποία οδηγεί στη διαμόρφωση των πιθανών ενεργειακών στρωμάτων. Κάθε μόριο κινείται με 100 % μονοπάθεια κατά μήκος μιας πυρηνικής γραμμής.

Για να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητα αυτών των κινητήρων, οι ερευνητές κατάφεραν να μεταφέρουν μεμονωμένα μόρια μονοξειδίου του άνθρακα με ελεγχόμενο τρόπο. Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για το ελεγχόμενο συγκρότημα από κάτω προς τα πάνω των νανοδομών σε πυρηνικό σημείο αναφοράς.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο διάσημο ειδικό περιοδικό "Chemical Society Reviews" και μπορεί να προβληθεί στον ακόλουθο σύνδεσμο: [1].

Αυτή η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει ένα ορόσημο στην ανάπτυξη μοριακών κινητήρων και θα μπορούσε να έχει αντίκτυπο σε διαφορετικές περιοχές στο μέλλον, συμπεριλαμβανομένων των υλικών επιστημών, της νανοτεχνολογίας και της ιατρικής. Η πιθανότητα ελέγχου των νανοδομών σε πυρηνικό επίπεδο ανοίγει μια ποικιλία νέων εφαρμογών και επιτρέπει στους επιστήμονες να παράγουν προσαρμοσμένα υλικά με μοναδικές ιδιότητες.

Η έρευνα των μοριακών κινητήρων εξακολουθεί να είναι στην αρχή, αλλά αυτή η πολλά υποσχόμενη μελέτη έθεσε τα θεμέλια για περαιτέρω έρευνα σε αυτόν τον συναρπαστικό τομέα. Παραμένει να δούμε ποιες πιθανές εφαρμογές και ανακαλύψεις μπορούν να επιτευχθούν τα επόμενα χρόνια.

Αναφορές:
[1] Kassem, S. et αϊ. Τεχνητής μοριακού κινητήρα. Chem. Soc. Rev. 46, 2592-2621 (2017).
Πηγή: http://www.nature.com/articles/s41586-06384-y